Industria transporturilor rutiere este responsabilă pentru aproximativ 12% din emisiile globale de dioxid de carbon, potrivit datelor sintetizate de publicația Our World in Data, element care contribuie la procesul de încălzire globală. În plus, 47% dintre emisiile de oxizi de azot din mediul urban provin din industria de transporturi rutiere, un aspect care afectează sănătatea oamenilor.
Prin urmare, nu este o surpriză că una dintre ambițiile Uniunii Europene este eliminarea treptată a mașinilor cu motoare diesel și pe benzină și înlocuirea acestora cu mașini electrice.
Propunerile pentru noul standard de poluare Euro 7 reprezintă un pas intermediar înainte de interzicerea vânzărilor de mașini cu motoare termice, programată pentru anul 2035.
Cu toate acestea, mașinile și toate celelalte tipuri de vehicule nu sunt singurele răspunzătoare pentru emisiile nocive din industria transporturilor. Frecvent ignorată de publicul larg, construcția de drumuri pe care circulă toate aceste vehicule este la rândul ei răspunzătoare pentru o mare cantitate de emisii.
De exemplu, specialiștii estimează că procesul de construcție pentru fundația unui drum convențional cu două benzi cu o lățime totală de 4 metri generează emisii de circa 276 de tone de dioxid de carbon pentru fiecare kilometru lucrat, însă în această statistică nu sunt luate în calcul și aspecte precum turnarea stratului de asfalt de uzură – adică suprafața propriu-zisă de rulare – sau întreținerea pe termen lung a drumului.
Structura unui drum de asfalt
Tehnologiile pentru construcția de drumuri au evoluat semnificativ pe parcursul istoriei umane. De la banalele cărări bătătorite de cămile în urmă cu 8.000 de ani și până la lucrarea științifică publicată de Clifford Richardson în 1905 care stabilește compoziția asfaltului pe care îl știm și astăzi, tehnologia s-a adaptat mereu la noile tipuri de vehicule utilizate, de la cele cu tracțiune animală și până la vehiculele motorizate care și-au făcut apariția cu mai bine de 100 de ani în urmă.
Totuși, stratul de asfalt pe care circulă mașinile în prezent pe drumuri reprezintă doar o mică parte din tot ceea ce presupune construcția unui drum. În prima fază, constructorul trebuie să cunoască detalii tehnice despre compoziția și duritatea solului pe care va fi realizat drumul, inclusiv pentru a estima pericolul aparițiilor unor infiltrații de apă.
Primul strat al fundației propriu-zise a drumului este reprezentat de un așa-numit strat de protecție. De regulă, grosimea minimă acceptată a acestui strat este de 34 de centimetri, iar în compoziție intră o gamă variată de materiale, de la pietriș la nisip, dar se pot folosi inclusiv diverse materiale rezultate în urma unor construcții demolate. Unii constructori folosesc în acest strat și geogrid, un material sintetic cu rol de stabilizare a solului. Unul dintre principalele roluri ale acestui stat este să protejeze drumul de îngheț.
Deasupra acestui strat primar se toarnă ulterior un strat asfalt de bază cu o grosime de aproximativ 22 de centimetri, iar acesta are rolul de a distribui uniform forțele generate de traficul rutier către fundație. Pentru compoziție se folosesc în principiu tot pietriș și nisip, iar în unele cazuri se folosește bitum pentru compactarea materialelor. Unii constructori folosesc inclusiv ciment în acest strat, însă datele arată că în acest caz există riscul ca în timp să apară crăpături. Un strat de baza de bună calitate poate rezista între 20 și 50 de ani fără niciun fel de lucrări de mententanță în acest interval de timp.
Deasupra stratului de bază urmează stratul liant cu o grosime de circa 8 centimetri, iar acesta are rolul de a absorbi forțele generate de traficul rutier pentru a le dispersa apoi către startul de bază al fundației. Acest strat are de asemenea o importanță majoră, întrucât previne uzura stratului de asfalt în zonele intens circulate.
În fine, stratul de asfalt de la suprafață pe care circulă vehiculele are în mod uzual o grosime de circa 4 centimetri și trebuie să fie impermeabil pentru a evita scurgerea apei în straturile inferioare. Evident, acest strat trebuie să fie suficient de rezistent pentru ca suprafața asfaltică “să nu se lase” din cauza traficului intens. Uzual, acest strat de asfalt se înlocuiește cel mai repede și are o durată de viață de 12-15 ani, în cazul în care este produs și turnat în mod corespunzător.
În general, fiecare dintre cele 4 straturi de asfalt folosește în compoziție materiale precum rocă mărunțită, pietriș de diverse dimensiuni și forme, dar și nisip și alte materiale care să-și ofere elasticitate și rezistență. Toate aceste materiale sunt compactate cu ajutorului bitumului, care se obține în mod artificial prin prelucrarea petrolului.
Primele utilizări ale plasticului pentru asfalt
Tehnologia folosită în ultimul secol și-a demonstrat eficiența practică, însă schimbările climatice și necesitatea de a descoperi noi metode pentru reducerea emisiilor sunt tot atâția factori care ne împing practic de la spate pentru o nouă inovație.
O posibilă soluție a apărut la începutul anilor 2000 în India, atunci când profesorul de chimie Rajagopalan Vasudevan a reușit să înlocuiască 10% din bitumul folosit în mod tradițional cu plastic reciclat. Noua materie primă a fost utilizată în procesul de construcție al unor drumuri din India, iar ulterior a fost implementată la scara locală și în Marea Britanie sau Olanda.
Totuși, soluția nu este cu adevărat eficientă în contextul în care cantitatea totală de plastic reciclat utilizată în proces este foarte mică raportată la cantitatea totală de materiale necesare unui proiect complet de infrastructură. De altfel, din acest motiv, utilizarea unei cantități atât de mici de plastic în compoziția bitumului are ca efect o reducere a emisiilor de dioxid de carbon cu numai 3 tone pentru fiecare kilometru de drum, emisii care ar fi fost generate în mod normal prin arderea plasticului.
Littar, asfaltul din plastic și sticlă inventat la Cluj-Napoca
Cum ar fi însă dacă plasticul reciclat nu ar fi folosit în compoziția bitumului, ci ar fi utilizat ca materie primă în loc de pietriș și nisip împreună cu sticla reciclată? O astfel de idee au avut olandezul Dennis Debie și Sebastian Tudose, care au fondat la Cluj-Napoca start-up-ul The Climate Change Company cu scopul de a pune în practică o astfel de rețetă.
Produsul final realizat de start-up se numește Littar și poate fi folosit pentru cele trei straturi clasice ale fundației. Într-un interviu acordat în exclusivitate pentru Autocritica, cei doi fondatori ne-au povestit toate detaliile care pot fi făcute publice despre procesul de producție.
Ideea de bază este că The Climate Change Company folosește deșeuri de plastic și sticlă care ajung la unitățile de reciclare. Aici, plasticul și sticla sunt prelucrate conform standardelor stabilitate de start-up, iar ulterior sunt transportate la stațiile de asfaltare pentru a fi utilizate împreună cu bitumul și alte agregate la obținerea materialului pentru fundația drumurilor.
De asemenea, pe lângă plastic și sticlă, Littar poate include și cabluri de fibră optică, pentru care în prezent soluțiile de reciclare sunt limitate.
Putem folosi orice plastic și orice sticlă, dar acestea trec printr-o verificare tehnică, întrucât nu putem folosi chiar orice deșeu. Rețeta folosită de noi este complexă, întrucât sunt foarte multe tipuri de plastic, fiecare cu propria densitate, iar același lucru este valabil și în cazul sticlei. Sticla este preîncălzită și trece astfel printr-un proces de ardere în stația de asfaltare. Frumusețea acestui proiect este că nu ardem plasticul. Plasticul este preluat, este tocat mărunt și ajunge apoi la malaxare în stația de asfaltare.
explică Tudose.
Cu alte cuvinte, Debie afirmă faptul că start-up-ul pe care l-a fondat împreună cu Tudose a identificat o soluție pentru a folosi deșeurile din plastic, în contextul în care raportul Global Plastics Outlook publicat de Organizația pentru Cooperare și Dezvoltare Economică (OECD) în februarie 2022 arată că doar 9% dintre deșeurile de plastic sunt reciclate în prezent la nivel global. Principalul avantaj este că plasticul utilizat pentru producția asfaltului Littar nu mai este ars.
Littar este cea mai ușoară cale pentru a scăpa de deșeurile pe care le avem. Filosofia din spate este economia circulară, concept care în prezent nu există pentru acest tip de deșeuri. În mod obișnuit, aceste deșeuri sunt abandonate pe câmpuri și sunt arse. Oamenii ard plastic pentru că plasticul nu are nicio valoare. Nu putem scăpa de deșeuri, iar în unele țări este ceva firesc să arzi deșeuri.
spune Debie.
Calculele realizate de start-up indică faptul că producția în sine a asalfatului Littar și utilizarea acestuia în construcția fundației pentru drumuri generează în atmosferă 208 tone de dioxid de carbon pentru fiecare kilometru de drum cu două benzi și o lățime totală de 4 metri. Acest lucru înseamnă deja o reducere cu 25% a emisiilor de dioxid de carbon comparativ cu emisiile medii de 276 de tone pentru procesul clasic, strict pentru producție și utilizare.
În plus, dacă plasticul și sticla Littar utilizate pentru un kilometru de drum ar fi arse, acest proces ar genera emisii suplimentare de circa 1.120 de tone de dioxid de carbon. Dacă luăm în calcul emisiile generate în procesul de producție, înseamnă că Littar previne în medie emisii de 912 tone de dioxid de carbon pentru fiecare kilometru de drum realizat pe o astfel de fundație.
Avantaje practice ale asfaltului Littar
Asfaltul Littar nu este însă util doar din perspectiva reducerii emisiilor. Acesta poate fi utilizat ca unic strat între stratul de uzură de la suprafață și stratul de protecție reprezentat de solul natural al terenului. În acest fel, un singur strat Littar poate înlocui cele trei straturi intermediare ale unui drum convențional. În practică, acest lucru se traduce printr-un cost total de producție cu aproximativ 15% mai mic decât în cazul asfaltului utilizat pentru un drum convențional.
Obținem costuri de producție cu 15% mai mici prin mai multe metode. De exemplu, cu Littar trebuie să aplici doar un strat între fundația drumului și stratul final de asfalt, astfel că în cadrul unui proiect de infrastructură poți să folosești cu circa 20% mai puține camioane. În plus, poți transporta mai mult material cu mai puține camioane, ceea ce înseamnă mai puțini angajați și mai puțini kilometri parcurși de camioane. Prețurile pentru roci, pietre, plastic și sticlă variază frecvent, dar în principiu vorbim de costuri cu 15% mai mici. Sistemul este avantajos pentru constructorul drumului, pentru cei care se ocupă de gestionarea deșeurilor și, practic, pentru societate.
adaugă Debie.
Nu sunt însă mulțumit de un simplu procent, așa că îl provoc pe Debie să-mi spună cifre concrete de costuri. Ezită un pic, dar în cele din urmă acceptă.
Este o întrebare dificilă, pentru că orice drum este diferit. Dar ca idee, pentru fundația propriu-zisă, fără suprafața asfaltică finală, pentru un drum de un kilometru cu două benzi cu o lățime de 4 metri, Littar costă 260.000 de euro, în timp ce versiunea convențională generează costuri de circa 310.000 de euro. În suma asta sunt incluse toate costurile de la colectarea plasticului până la integrarea Littar în fundația drumului.
afirmă Debie.
Tudose intervine în discuție și afirmă că stratul de asfalt Littar sau straturile de asfalt convenționale care formează fundația drumului reprezintă circa 85% din costurile totale ale unui drum, în timp ce doar 15% din costuri revin stratului de uzură de la suprafață.
În general, 85% dintre costurile unui drum sunt aferente lucrărilor pentru pre-fundație (n.r – amenajarea solului natural pe care va fi construit drumul), fundație, compactarea terenului și asfaltului. Noi cumva rupem din celelalte etape, pentru că avem un singur strat în loc de trei, dar suntem flexibili. Constructorii pot alege să toarne un strat de bază clasic și apoi stratul Littar.
afirmă Tudose
Un alt avantaj major al proiectului este că start-up-ul nu are nevoie de o infrastructură dedicată pentru a produce asfaltul Littar.
Sistemul nostru este asemănător unei francize. Avem furnizori certificați pentru plastic și sticlă care știu ce trebuie să facă, care respectă anumite standarde de calitate și în care avem încredere, iar noi controlăm întregul proces al materialelor în acest sistem. Stațiile de asfaltare cumpără materialul direct de la furnizorul agreat de noi. Nu ne ocupăm noi de colectare și reciclare, nu avem nevoie de stații de asfaltare. Practic, circuitul este deja implementat și niciun furnizor nu trebuie să schimbe nimic din ceea ce face deja.
Dennis Debie, co-fondator The Climate Change Company
De altfel, acest ultim aspect este esențial pentru succesul Littar, întrucât cei doi co-fondatori au observat că marii producători de asfalt sunt reticenți să-și schimbe radical metodele de lucru.
Dacă vrei să rezolvi problema deșeurilor, trebuie să faci ceva cu impact major, dar care în același timp să fie ușor de adaptat la procesele actuale. Oamenii nu vor să facă ceva complet diferit. Cu Littar avem o găină cu ouă de aur. Într-un fel, avem cel mai simplu material din lume.
spune Debie.
Primul proiect Littar în Cluj-Napoca
Constructorii de drumuri cu care au luat legătura cei doi co-fondatori sunt interesați de o soluție precum Littar care promite reducerea costurilor, însă pe de altă parte sunt reticenți și doresc să vadă concret cum funcționează acest tip de asfalt din plastic și sticlă reciclate înainte de a semna contracte pentru realizarea unor drumuri.
În acest context, la începutul lunii noiembrie 2022, The Climate Change Company a realizat un proiect pilot prin care a asfaltat cu Littar curtea unei proprietăți private din Cluj-Napoca.
A fost un pilot proiect prin care am demonstrat industriei că tehnologia noastră funcționează. Pe hârtie arată incredibil, dar oamenii vor să vadă ceva real pentru a se convinge. Proiectul a avut loc pe o proprietate privată și sperăm să convingem și alți oameni să folosească Littar pentru proprietățile lor private.
a adăugat Debie.
Cum a decurs implementarea proiectului pilot din Cluj-Napoca:
Negocieri pentru primele drumuri publice cu asfalt Littar
Întrucât start-up-ul are sediul în Cluj-Napoca, prima oprire în căutarea de parteneri pentru utilizarea Littar pentru fundația drumurilor a fost cumva natural Primăria Cluj-Napoca. Alegerea se bazează și pe faptul că Primăria Cluj-Napoca s-a implicat în ultimii ani în reabilitarea a numeroase străzi și bulevarde din oraș, iar un exemplu în acest sens este modernizarea și supralărgirea străzii Bună Ziua din cartierul cu același nume, proiect finalizat în anul 2020.
Tudose afirmă că discuțiile cu reprezentanții Primăriei Cluj-Napoca avansează în ritm alert pentru construcția unui drum public cu fundație Littar, iar în paralel au fost inițiate discuții și cu o serie de sate și comune din apropiere de Cluj-Napoca, în special pentru a utiliza deșeurile de plastic și sticlă generate de acestea.
Din partea Primăriei Cluj-Napoca avem o deschidere foarte mare, pentru că ei doresc să facem un tronson de drum în oraș. Probabil în cursul anului viitor vom implementa un astfel de proiect. Dar în același timp suntem implicați într-un proiect pentru mai multe sate din județul Cluj, întrucât primăriile din mediul rural sunt interesate să folosim deșeurile lor de plastic și sticlă.
Sebastian Tudose, co-fondator The Climate Change Company
De altfel, Debie intervine și explică faptul că interesul primăriilor din mediul rural este justificat nu neapărat din perspectiva construcției de drumuri, ci mai ales ca urmare a necesității de a crește rata de reciclare.
Mai exact, Debie se referă la Directiva Packaging and Packaging Waste implementată inițial în Uniunea Europeană în 1994 și actualizată în 2015. Potrivit acestei directive, în 2025 statele membre trebuie să recicleze cel puțin 50% din deșeurile de plastic, iar procentul va urca la 55% în 2030. În cazul sticlei, rata de reciclare trebuie să ajungă la 70% în 2025 și 75% în 2030.
Cum va rezista în timp asfaltul Littar?
Una dintre principalele necunoscute ale asfaltului Littar este legată de eficiența acestuia în timp. Întrucât până acum The Climate Change Company a implementat doar un proiect pilot pe o proprietate privată unde traficul este practic inexistent, este dificil de demonstrat cât de bine va rezista Littar în timp.
Debie admite că acest lucru reprezintă un semn de întrebare, însă vine cu argumentul testelor de laborator, care oferă o serie de indicii promițătoare în această direcție.
În acest moment nu avem experiență pe termen lung cu un astfel de asfalt pentru fundația unui drum, dar am realizat numeroase teste de laborator pentru a verifica durabilitatea. De exemplu, am făcut un test static în care materialul este compresat cu o presiune constantă. Într-un astfel de test de laborator, asfaltul convențional rezistă circa 400.000 de cicluri, iar Littar a rezistat la 650.000 de cicluri. Pe baza acestor teste, putem spune că Littar are o durată de viață mai mare decât drumurile convenționale.
afirmă Debie.
Afirmațiile lui Debie sunt confirmate și de un studiu apărut în publicația specializată ScienceDirect în cadrul căruia cercetătorii au folosit un strat de asfalt cu o compoziție formată preponderent din plastic și bitum folosită însă ca strat de uzură, asemănător cu soluția chimistului indian explicată la începutul articolului.
Autorii studiului afirmă că aceasta compoziție “a demonstrat o compactare îmbunătățită a materialelor […] și o creștere a capacității de încărcare cu 100% fără să se formeze gropi”.
Chiar dacă Littar nu este folosit ca strat de uzură, ci ca unic strat pentru fundație, datele din acest studiu reprezintă un indiciu că plasticul are proprietăți bune pentru a fi utilizat în producția de asfalt.
De asemenea, Tudose afirmă că “este posibil ca plasticul din componența Littar să atenueze mult zgomotul de rulare al mașinilor, dar până acum nu am avut posibilitatea să testăm asta pentru că nu am făcut un drum cu o lungime mare”.
Asfaltul Littar, certificat pentru utilizare pe drumuri publice
Până să ajungă însă în punctul de a negocia colaborări cu furnizorii de deșeuri pentru reciclare și cu autoritățile locale pentru construcția de drumuri, Tudose s-a ocupat de patentarea produsului la nivel național și internațional și de obținerea certificărilor necesare pentru ca Littar să poată fi utilizat în construcția de drumuri.
Dacă ar fi să aleagă un singur cuvânt pentru a caracteriza întregul proces, Tudose ar răspunde imediat cu “birocrație”, întrucât documentația completă a trecut prin patru instituții ale statului român, cu o oprire finală la Institutul de Cercetări în Transporturi Incertrans SA. De altfel, start-up-ul are o colaborare oficială cu Incertrans.
Este un proces greu și complicat, pentru că în România este greu cu documentațiile. În total, partea de documentație a durat cam un an și jumătate, iar partea de testare a produsului am făcut-o cu Incertrans. Dar am ajuns aici: avem o certificare pentru ca Littar să poată fi utilizat pe drumuri publice. Littar poate fi folosit pe orice drum european.
spune Tudose.
Certificarea la care se referă Tudose are indicativul AND 605:2016 și este, de fapt, o reglementare tehnică cu privire la “Mixturile asfaltice executate la cald. Condiții tehnice de proiectare, preparare și punere în operă a mixturilor asfaltice”. Condițiile exacte pe care le-a respectat Littar pentru obținerea acestei certificări sunt disponibile într-un document PDF al Comisiei Europene care poate fi consultat inclusiv în limba română.
Finanțări obținute de Littar
Până în prezent, start-up-ul The Climate Change Company a obținut o serie de granturi europene, iar cel mai recent a obținut o finanțare de 20.000 de euro din partea EIT Climate-KIC, cel mai mare parteneriat public-privat din Europa care finanțează start-up-uri care dezvoltă tehnologii ce contribuie la îmbunătățirea mediului înconjurător.
Finanțarea a fost obținută prin înscrierea în programul Black Sea ClimAccelerator, un accelerator româno-bulgar pentru start-up-uri din zona de inovații și tehnologii verzi. În cadrul acestui program, The Climate Change Company beneficiază de sprijin în atragerea de noi clienți și de consultanță de specialitate în cadrul unor workshop-uri și sesiuni de mentorat găzduite de Impact Hub, unul dintre principalele spații de co-working disponibile în București.
În plus, în cadrul acestui program, fondatorii The Climate Change Company vor prezenta soluția Littar în fața unor jucatori-cheie din piață în cadrul unui eveniment care va avea loc la sediul Impact Hub în luna decembrie 2022 și care va putea fi urmărit online.
Foto principală: Dreamstime
